CN111113003A - 一种经编盘头穿轴拔轴装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经编盘头穿轴拔轴装置,包括电气控制系统和机械部分,机械部分包括机架部件、往复升降部件、尾部升降部件和起吊部件,复升降部件在机架部件上往复运动,用于对经轴的一端定位及穿轴拔轴动作,尾部升降部件固定于机架部件尾部,用于对经轴的另一端进行定位,托持轨道与机架部件保持平行,用于对盘头进行托持定位,起吊部件安装于机架一侧轨道上,用于对预置于机架部件另一侧的经轴进行抓取与起吊，电气控制系统用于实现对穿轴拔轴动作的控制。本发明实现对多种数量盘头及多种规格盘头的全自动穿轴拔轴,安全高效,穿轴动作稳定可靠，降低经轴损耗。

Description

一种经编盘头穿轴拔轴装置

技术领域

本发明涉及一种机械领域，具体涉及一种经编盘头穿轴拔轴装置。

背景技术

目前，盘头穿轴拔轴是连接整经和织造的中间环节,带丝的盘头需要穿轴才能被经编机使用,丝用完后需要拔轴才能进行整经环节。而现有的穿轴拔轴均是采用人工把经轴插入预置的盘头组中,由于盘头间同轴度无法保证,且经轴与盘头间配合完全靠人肉眼对准,使得穿轴动作粗放而危险,容易对经轴及盘头造成损伤.在拔轴动作过程末端,由于经轴没有很好的托持, 往往使得最后直接掉落在地板上,造成经轴损伤。由于经轴较重,人工穿轴拔轴时屡屡发生工伤事故,导致操作工身心受到极大损害,也给客户企业带来一定的经济损失.客户对自动,高效,低损耗的穿轴机的需求越来越强烈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种经编盘头穿轴拔轴装置，实现对多种数量盘头及多种规格盘头的全自动穿轴拔轴，无需人工干预,安全高效,穿轴动作稳定可靠。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种经编盘头穿轴拔轴装置，包括电气控制系统和机械部分,所述电气控制系统包括PLC控制器、视觉系统、伺服系统和与PLC控制器相连的输入输出设备,所述机械部分包括机架部件、往复升降部件、起吊部件和尾部升降部件，所述机架部件包括盘头支撑轨道、床身、拖板、经轴支架和传动部件；所述往复升降部件设置于拖板上，所述往复升降部件包括基板、经轴电磁吸盘、经轴托持杆丝杆升降机、抱紧气缸、伺服减速电机、水平限位部件和垂直限位部件，所述经轴电磁吸盘与抱紧气缸连接，所述经轴托持杆与基板固定；所述尾部升降部件包括底座、升降支架、丝杆和伺服电机，所述丝杆上设有调节螺母，所述升降支架和电机固定在底座上，所述丝杆和电机连接，所述升降支架顶部设有滚轮，所述底座与床身固定。

作为一种优选，所述起吊部件包括两组吊臂，每组吊臂内设有立柱，立柱内绕有钢丝，所述钢丝一端固定于吊臂的支杆，另一端连接伺服电机，所述两组吊臂共用伺服电机；所述每组吊臂顶部设有夹钳、夹钳气缸和导杆，所述夹钳及夹钳气缸在导杆的引导下可以实现垂直方向滑动。

作为一种优选，所述传动部件包括齿条 、齿轮和减速电机，所述齿条 设置于床身内侧，减速电机设置于拖板上，所述齿轮和减速电机连接。

作为进一步的改进，所述往复升降部件外围设有防护罩，所述防护罩上设有视觉传感器。

作为一种优选，所述水平限位部件包括上下两组水平轨道和对中气缸，所述垂直限位部件包括左右两组垂直轨道和弹簧，所述水平轨道与基板固定,垂直轨道与基板及防护罩固定。作为进一步的改进，所述经轴托持杆内设有凹槽。

作为进一步的改进，所述经轴托持杆下方设有探测传感器组。

本发明床身以半埋入的方式固定于地面以下坑位中,盘头支撑轨道的支撑面与地面齐平,两轨道中轴线要求与床身中轴线所在垂直基准面共面,与床身中轴线所在水平基准面平行。穿轴前盘头需预置于支撑轨道上,起吊部件负责对经轴进行加载和卸载动作,动作位置准确性靠其下方伺服减速电机保证,用双头钢丝滚筒实现两侧吊臂的同步升降,利用蜗轮蜗杆减速器的自锁原理实现电机停转状态下吊臂高度保持稳定。往复升降部件和尾部升降部件在伺服电机控制下实现前后高度同步定位。其中往复升降部件上采用抱紧气缸实现电磁吸盘的进退定位,同时在穿轴过程中保护了电机。探测传感器可以在穿轴过程中防止与盘头的碰撞而造成的元器件损伤。往复升降部件通过齿轮与机架部件上的齿条配合实现在穿轴拔轴过程中的往复运动。往复升降部件上安装有视觉传感器可检测盘头尺寸,以实现自动调整升降高度的目的。

本发明的有益效果是:

1. 电气控制系统和机械部分协同工作，全自动化省时省力,提高效率。

2.可适应多种数量盘头及多种规格盘头。

3. 往复升降部件设置水平限位机构和垂直调节机构，可补偿经轴弯曲,盘头外圆损伤等引起的穿轴不畅。

4. 尾部升降部件，使穿轴拔轴动作可靠稳定,避免了对经轴和盘头的损伤。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例机架部件的结构示意图。

图3为本发明实施例往复升降部件的结构示意图。

图4为本发明实施例尾部升降部件的结构示意图。

图5为本发明实施例起吊部件的结构示意图。

图6为本发明实施例夹钳的结构示意图。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

具体实施方式

如附图1所示，一种经编盘头穿轴拔轴装置，包括电气控制系统和机械部分,电气控制系统包括PLC控制器、视觉系统、伺服系统和与PLC控制器相连的输入输出设备；机械部分包括机架部件2、往复升降部件3、起吊部件4和尾部升降部件5。往复升降部件3在机架部件2上作往复运动,用于对经轴6的一端定位及实现穿轴拔轴动作，尾部升降部件5固定于机架部件2尾部,用于对经轴6的另一端进行定位,托持轨道8与机架部件2保持平行,用于对盘头7进行托持定位,起吊部件4安装于机架一侧轨道上,用于对预置于机架部件另一侧的经轴6进行抓取与起吊,电气控制箱1用于实现对穿轴拔轴动作的控制.各部件协调工作,可实现自动穿轴与拔轴动作。

如图2所示，所述机架部件2包括盘头支撑轨道8、床身9、拖板10、经轴支架11和传动部件；经轴支架11可调节间距，以适应多种长度经轴6。所述传动部件包括齿条 12、齿轮13和减速电机14，齿条 12设置于床身9内侧，减速电机14设置于拖板10上，齿轮13和减速电机14连接。齿轮齿条传动方式，能够有效节省下方空间,为尾部升降部件留出空间。

如图3所示，所述往复升降部件3设置于拖板10上，所述往复升降部件3包括基板16、经轴电磁吸盘17、经轴托持杆18丝杆升降机19、抱紧气缸20、伺服减速电机38、水平限位部件和垂直限位部件，电磁吸盘17实现在拔轴过程中对经轴的定位, 抱紧气缸20的气缸杆推出,电磁吸盘17被伸出且与经轴6接触后,电磁吸盘17通电即可实现对经轴6的定位。伺服减速电机38实现在往复升降部件上对经轴高度的精确定位,以适应对不同盘头的穿轴拔轴动作。所述经轴电磁吸盘17与抱紧气缸20连接，所述经轴托持杆18与基板16固定，经轴托持杆18内设有凹槽，设置凹槽避开了经轴6头部的凸出部分，在经轴托持杆18外侧外圆位置对经轴轴体进行托持，在经轴托持杆18下方设有探测传感器25，即摄像头，用以检测经轴托持杆18与盘头7的相对位置,避免穿轴拔轴过程中与盘头6发生碰撞,保证动作安全平稳。所述水平限位部件包括上下两组水平轨道21和对中气缸22，水平轨道21和对中气缸22补偿经轴头部水平方向位移。所述垂直限位部件包括左右两组垂直轨道23和弹簧24，弹簧24设置于丝杆升降机19与基板16之间，垂直轨道23和弹簧24补偿经轴头部垂直方向位移。所述水平轨道21与基板16固定,垂直轨道23与基板16及防护罩15固定。所述往复升降部件3外围设有防护罩15，在防护罩15上还设有视觉传感器组，视觉传感器组用以视觉检测的方法，自动检测盘头7尺寸,进而自动控制经轴6抬升高度，实现自动转轴。

如图4所示，所述尾部升降部件5包括底座26、升降支架27、丝杆28和伺服电机29，丝杆27上设有调节螺母31，所述升降支架27和电机29固定在底座26上，所述丝杆28和电机29连接，升降支架27顶部设有滚轮30，所述底座26与床身9固定。使电机29带动丝杆28进而控制丝杆调节螺母31的位置,可实现对人字形升降支架27顶部滚轮30高度的精确控制,以实现对穿轴流程中起吊部件与升降部件对经轴6的交接动作以及适应对不同尺寸盘头的穿轴动作。

如图5、图6所示，所述起吊部件4包括两组吊臂，这样经轴6夹持更稳定，每组吊臂内设有立柱32，立柱32内绕有钢丝33，所述钢丝33一端固定于吊臂的支杆34，另一端连接伺服电机35，所述两组吊臂共用伺服电机35；所述每组吊臂顶部设有夹钳36、夹钳气缸37和导杆39，所述夹钳36及夹钳气缸37在导杆39的引导下可以实现垂直方向滑动，这种滑动可以有效补偿经轴下落位置误差引起的夹钳36开合不畅。采用夹钳36的形式实现对经轴6的夹取,夹钳36呈x形,夹钳36钳口与经轴6外圆紧密配合,通过钳口与经轴6外表面的摩擦力实现对经轴6有力夹取。夹钳气缸37提供了对夹钳36动作切换的支持，气缸杆伸出,夹钳36打开,钳口距离开至大于经轴外圆位置,经轴6与夹钳36脱离;气缸杆收缩,夹钳36夹紧,为夹钳36对经轴6的夹持提供助力。为适应多种盘头规格,采用伺服减速电机控制钢丝33行程的方式对吊臂角度进行精确调整。

实际应用时，经轴6预先放置于机架侧面经轴支架11上,经轴支架11安装于机架一侧轨道上,可适应多种长度经轴6进行调整。盘头7预先放置于机架尾部盘头支撑轨道8上,实现对盘头组定位盘头7中心孔与穿轴时经轴6中心轴同轴。

穿轴时上轴动作:起吊部件伺服电机35工作,吊臂下落至预定位置,夹钳气缸37收缩,经轴6被夹持于夹钳36中,伺服电机35工作,吊臂上升,经轴6被提升至预定位置.往复升降部件运动至经轴6下方,随后与尾部升降部件同步上升,分别对经轴6头部和尾部进行托持,夹钳气缸37推出,夹钳36打开,吊臂上升至待机位置。

穿轴时进给动作:根据视觉检测得到的盘头7尺寸,往复升降部件运动与尾部升降部件同步下降至预定高度,随后经轴6在往复升降部件下方齿轮齿条往复运动作用下被推进至盘头中心孔中至行程末端.行程还剩约1000mm时尾部升降部件下降至最低位置以避让往复升降部件。

穿轴时归位动作:往复升降部件上托持杆下降,随后往复升降部件回复至机架头部待机位置。

拔轴时定位动作:根据盘头7尺寸,往复升降部件高度下降至预定高度,随后在往复升降部件下方齿轮齿条往复运动作用下被推进至经轴托持杆18头部距离盘头20mm处,电磁吸盘17在抱紧气缸20作用下被推出,并与经轴6吸合。

拔轴及反进给动作:经轴6在往复升降部件下方齿轮齿条往复运动作用下被拔出,拔出至1000mm左右后电磁吸盘17失电，并在抱紧气缸20作用下收回,托持杆18移动至盘头7头部下方,随后电磁吸盘17重新推出并于经轴6吸合随后继续在往复升降部件下方齿轮齿条往复运动作用下被拔出,拔出至2000mm左右时尾部升降部件伺服减速电机运动,滚轮上升至预定高度以实现对经轴6尾部的托持。

拔轴时卸轴动作:经轴6在往复升降部件及尾部升降部件的作用下被提升至预定高度,随后起吊部件伺服电机35工作,吊臂下落至预定位置,夹钳气缸37收缩,经轴6被夹持于夹钳36中,往复升降部件和尾部升降部件运动至经轴6下方,同时往复升降部件回到待机位置,随后吊臂下降,经轴6被放置于机架一侧的经轴支架11上,最后夹钳气缸37推出,夹钳36打开,吊臂上升至待机位置。

Claims (7)

1.一种经编盘头穿轴拔轴装置，其特征在于：包括电气控制系统和机械部分,所述电气控制系统包括PLC控制器、视觉系统、伺服系统和与PLC控制器相连的输入输出设备,所述机械部分包括机架部件(2)、往复升降部件(3)、起吊部件(4)和尾部升降部件(5)，所述机架部件(2)包括盘头支撑轨道(8)、床身(9)、拖板(10)、经轴支架(11)和传动部件；所述往复升降部件(3)设置于拖板(10)上，所述往复升降部件(3)包括基板（16）、经轴电磁吸盘（17）、经轴托持杆（18）丝杆升降机（19）、抱紧气缸（20）、伺服减速电机（38）、水平限位部件和垂直限位部件，所述经轴电磁吸盘（17）与抱紧气缸（20）连接，所述经轴托持杆（18）与基板（16）固定；所述尾部升降部件(5)包括底座（26）、升降支架（27）、丝杆（28）和伺服电机（29），所述丝杆（27）上设有调节螺母（31），所述升降支架（27）和电机（29）固定在底座（26）上，所述丝杆（28）和电机（29）连接，所述升降支架（27）顶部设有滚轮（30），所述底座（26）与床身(9)固定。

2.如权利要求1所述的一种经编盘头穿轴拔轴装置，其特征在于：所述起吊部件(4)包括两组吊臂，每组吊臂内设有立柱（32），立柱（32）内绕有钢丝（33），所述钢丝（33）一端固定于吊臂的支杆（34），另一端连接伺服电机（35），所述两组吊臂共用伺服电机（35）；所述每组吊臂顶部设有夹钳（36）、夹钳气缸（37）和导杆(39)，所述夹钳（36）及夹钳气缸（37）在导杆(39)的引导下可以实现垂直方向滑动。

3.如权利要求1所述的一种经编盘头穿轴拔轴装置，其特征在于：所述传动部件包括齿条 (12)、齿轮(13)和减速电机(14)，所述齿条 (12)设置于床身(9)内侧，减速电机(14)设置于拖板(10)上，所述齿轮(13)和减速电机(14)连接。

4.如权利要求1所述的一种经编盘头穿轴拔轴装置，其特征在于：所述往复升降部件(3)外围设有防护罩(15)，所述防护罩(15)上设有视觉传感器。

5.如权利要求1所述的一种经编盘头穿轴拔轴装置，其特征在于：所述水平限位部件包括上下两组水平轨道（21）和对中气缸（22），所述垂直限位部件包括左右两组垂直轨道（23）和弹簧（24），所述水平轨道（21）与基板（16）固定,垂直轨道（23）与基板（16）及防护罩(15)固定。

6.如权利要求1所述的一种经编盘头穿轴拔轴装置，其特征在于：所述经轴托持杆（18）内设有凹槽。

7.如权利要求1所述的一种经编盘头穿轴拔轴装置，其特征在于：所述经轴托持杆（18）下方设有探测传感器组（25）。

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